聚环氧琥珀酸对水泥浆体铝离子配位结构的影响机理

采用XRD、29Si和27 Al NMR等测试手段,研究了聚环氧琥珀酸对水泥浆体铝离子配位结构的影响机理。结果表明,聚环氧琥珀酸能阻止硅酸盐矿物水化,抑制掺杂在Alite和Belite矿中的四配位铝(Al[4])参与水化,不利于铝氧四面体进入到C-S-H结构取代硅氧四面体,促使浆体中Al[4]向六配位铝(Al[6])转化。聚环氧琥珀酸掺量存在一个最佳值,掺量较小时,聚环氧琥珀酸与水泥浆体中Ca2+键合后带正电荷,极易与SO42-结合形成螯合物,促使AFt、AFm中Al[6]向TAH(Third aluminum hydrate)中Al[6]转化,达到抑制AFt、AFm结晶的作用;当掺量较大时,聚环氧琥珀酸通过Ca2+桥连另外的聚环氧琥珀酸形成环状结构,降低了聚环氧琥珀酸固化SO42-的程度,进而使大量TAH中Al[6]逐步向AFm、AFt中Al[6]转化,反而促进了AFt结晶形成。     

蒸养和蒸压条件下粉煤灰水泥浆体中铝配位分布规律

采用XRD、~(27 )Al核磁共振测试方法,研究了蒸养和蒸压条件下粉煤灰水泥浆体中铝配位分布的规律。结果表明:蒸养温度升高可提高粉煤灰火山灰效应,增大四配位铝(Al[4])进入C-S-H的数量,促进水钙沸石矿物生成;加快AFt中六配位铝(Al[6])向AFm转化,增大第三类水化铝酸盐(Third aluminate hydrate,TAH)、含硅水化石榴石、水化石榴石中Al[6]生成量,但不影响莫来石中五配位铝(Al[5])的配位状态。蒸压养护提高粉煤灰火山灰效应显著高于蒸养,升高蒸压温度和延长蒸压时间,可明显提高含铝托勃莫来石和水钙沸石的生成量;同时,不仅可提高AFt、AFm分解向TAH转化程度,而且促进粉煤灰反应形成水化氢氧铝钙石、水化铝酸二钙和TAH,增大莫来石中Al[5]向Al[6]转化程度,使TAH在Al[6]分布中成为主体含铝相。     

氯离子环境下钙矾石和水化硅酸钙体系铝配位分布

通过化学合成钙矾石和水化硅酸钙,利用XRD、27 Al核磁共振测试手段,研究了氯离子环境下钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶体系中铝配位分布规律。结果表明,在C-S-H凝胶和氯离子共存环境中,第三类水化铝酸盐(TAH)凝胶中六配位铝(Al[6])首先转化为四配位铝(Al[4])进入C-S-H结构,且Al[4]总量不受C-S-H钙硅比限制;同时氯离子不影响Al[6]-TAH向Al[4]转化,当达到C-S-H凝胶容纳Al[4]的极限时,剩余的Al[6]-TAH才与氯离子反应形成Friedel盐(F盐)。TAH比AFt更容易与氯离子反应形成F盐;低钙硅比C-S-H环境不利于TAH与氯离子结合,但利于钙矾石分解并与氯离子反应生成F盐。     

荷载作用下饱和水泥浆体中氯离子扩散性能研究

混凝土类水泥浆复合材料中各种尺度的孔隙,如凝胶孔、毛细孔、掺入的气体气泡以及微裂纹等影响着氯离子的扩散性能。孔隙结构参数(如孔隙率)在外荷载作用下会产生变化,进而影响了水泥浆体中氯离子扩散性能。外荷载作用对氯离子扩散行为的影响,可以等效为外荷载所引起的孔隙率的改变对氯离子扩散性能的影响。从微观角度出发,将饱和水泥浆体看作由水泥浆体基质(其孔隙率为零)和孔隙水夹杂相所组成的两相复合材料介质。基于弹性力学理论推导并获得了饱和水泥浆体达到其强度前(即未产生新裂纹前)当前孔隙率与材料初始孔隙率及体应变之间的定量关系,得到了水泥浆体中氯离子扩散系数与这些参数的定量关系。基于Fick第二定律分析了外荷载(体应变)和孔隙率变化对氯离子扩散性能的影响。研究表明：氯离子在饱和砂浆中的扩散系数随孔隙率增大而显著增大;氯离子在砂浆中的扩散系数随压缩体应变的增大而减小,随拉应变增大而增大。     

氯离子侵蚀下RC框架结构时变抗震性能研究

氯离子侵蚀作用引发的结构耐久性损伤将导致RC结构抗震性能发生时变劣化。在材料层次,该文通过考虑钢筋截面削弱、保护层混凝土开裂软化、核心区混凝土极限压应变降低等模拟氯离子侵蚀对RC框架结构材料性能的影响,并基于试验数据验证了模拟方法的准确性;在结构层次,基于上述材料力学性能退化模型和纤维模型,对3层、6层与8层多不同服役期(0年、30年、50年和70年)RC框架结构进行数值建模,继而进行了静力与动力弹塑性分析,研究了其随服役期增长承载与变形能力退化规律和层间位移角分布变化规律。研究结果表明:结构腐蚀后,随着服役期的增加,结构承载力、特征点位移、位移延性、软化段刚度等抗震性能指标均逐渐减小,结构的屈服PGA和倒塌PGA亦不断降低,结构最大层间位移角不断增大,且结构在罕遇地震作用下层间位移反应受服役期影响较设防地震作用更为明显。     

辅助胶凝材料对硬化水泥浆体结合氯离子的影响综述

辅助胶凝材料富含SiO2和Al2O3,参与二次水化反应生成更多的C-S-H凝胶,降低硬化水泥浆体的碱度,对硬化水泥浆体结合氯离子具有显著的影响。本文重点综述了矿渣、粉煤灰、硅灰、偏高岭土和煤矸石对硬化水泥浆体结合氯离子的影响,并对物理吸附和化学结合氯离子机理进行了深入分析。掺辅助胶凝材料氯离子结合等温线均适合Freundlich非线性吸附关系,最后对辅助胶凝材料结合氯离子研究的不足进行探讨,为后续的研究工作提供理论依据。     

离子色谱法测草酸二甲酯中痕量氯离子

建立了离子色谱测定草酸二甲酯中的痕量氯离子的分析方法,用双氧水和碳酸钠在加热条件下对草酸二甲酯进行水解氧化的预处理,选用AS-23离子色谱柱,4.5m M碳酸钠/0.8m M碳酸氢钠作为淋洗液对样品中的氯离子进行分离测定。该方法的回收率为94.1%~105.4%,实际样品测定相对标准偏差RSD为3.61%(n=6)。     

氯离子侵蚀下低矮RC剪力墙抗震性能试验研究

基于人工气候环境模拟技术,对5榀低矮RC剪力墙试件进行加速腐蚀试验,继而对其进行拟静力加载试验,研究氯离子侵蚀下锈蚀程度对低矮RC剪力墙承载能力、变形能力及剪切变形占总水平位移比等的影响规律。结果表明：在氯离子侵蚀作用下,低矮RC剪力墙沿暗柱纵筋方向的裂缝数量较暗柱箍筋和分布筋多,宽度更宽;当水平分布筋锈蚀率从0%增大到16.56%时,试件承载能力、总体变形能力、延性等方面则均有不同程度的退化,其中承载力削弱了12.6%,延性降低了23.0%,且开裂、屈服和峰值特征点下剪切变形占总水平变形比均逐渐增大,三个特征点平均剪切变形占比从22%提高到36%,破坏时剪切破坏特征愈加明显。该文所得研究成果可为氯离子侵蚀作用下锈蚀低矮RC剪力墙构件的抗震性能研究和含低矮RC剪力墙结构的全寿命周期抗震性能评估提供理论支撑。     

干湿循环作用下钢筋混凝土氯离子侵蚀与寿命预测

在已有水泥混凝土氯离子侵蚀模型基础上,综合考虑外部环境因素(温度、湿度、风速)与混凝土自身条件(龄期、氯离子吸附效应)对非饱和混凝土氯离子侵蚀的影响,建立干湿循环下混凝土氯离子传输模型并进行实验验证。根据运算的复杂程度对Fib Model Code模型进行优化,建立干湿循环作用下钢筋混凝土寿命预测模型,可为实际工况下受氯离子侵蚀钢筋混凝土材料设计与寿命预估提供参考。     

高密实多元复合水泥浆体组成设计与抗侵蚀性能研究

Cl^-与SO₄^2-侵蚀是造成海洋环境下水泥混凝土劣化的主要原因,掺入辅助胶凝材料(SCMs)是改善水泥浆体抗侵蚀性能的有效方法。引入细粒度、高活性胶凝材料能加速复合水泥力学性能的发展并改善其抗蚀性,但会造成浆体流变性差、收缩应力大、开裂风险高等问题。基于Dinger-Andersen颗粒级配模型,在硅酸盐水泥基础上引入细矿渣、粗粉煤灰以及偏高岭土活性组分,设计并制备了SCMs含量高达60%的高密实度多元级配复合水泥。研究结果表明:多元级配复合水泥强度接近硅酸盐水泥,抗Cl-与SO₄^2-侵蚀性能显著提升,采用快速氯离子迁移系数法(RCM)测得氯离子扩散系数降低81%,30次干湿循环硫酸盐侵蚀后耐蚀系数仍有77%。高密实度多元级配复合水泥浆体初始堆积密实、持续水化,使得孔隙显著细化,同时水化产物对氯离子固化作用强,有效阻滞有害离子向内部迁移。此外,SCMs的高效水化大量消耗Ca(OH)₂,抑制了二次钙钒石等侵蚀产物的生成。通过颗粒级配调控与组成设计,可充分发挥...     

电阻率法研究引气剂对水泥浆体化学收缩及氯离子渗透性的影响

研究了引气剂对硅酸盐水泥浆体的电阻率、化学收缩、物理力学性能及氯离子渗透性的影响。结果表明,掺入引气剂使水泥浆体的流动度增大,凝结时间延长,早期水化速率加快,化学收缩增大。水泥浆体的电阻率在凝结前随着引气剂掺量的增加而增大,在硬化后则随着掺量的增加而减小。在28d龄期时,0.04%掺量内的引气剂对硬化浆体的抗压强度影响较小,其强度损失率低于5%,氯离子迁移系数随掺量的增大而减小。随引气剂掺量的变化,水泥浆体的电阻率与化学收缩、抗压强度和氯离子迁移系数均存在很好的定量关系。通过水泥浆体的电阻率发展曲线可以预测其化学收缩、强度与氯离子渗透性的变化规律。     

离子液体中脉冲电镀铝

为了提高离子液体体系中镀铝层的致密性、均匀性和金属光泽度,配制了尿素-NaBr-KBr-甲酰胺-AlCl3低温离子液体,在铜基体上电镀铝。采用SEM、XRD等手段对镀铝层的形貌及晶型结构进行表征,考察了电流密度、电镀时间、温度及供电形式等对电镀铝的影响。结果表明:尿素-NaBr-KBr-甲酰胺-AlCl3离子液体的电导率随温度的升高而升高;脉冲电镀铝层性能优于直流电镀铝层;在电流密度50 mA/cm2,温度70℃,时间45 min条件下,利用数控脉冲电镀电源(ton=2 ms,toff=8 ms)在该离子液体中进行脉冲电镀,所得镀铝层结合力较好且镀层光亮、致密均匀、电结晶较好、纯度高,单质铝优先沿(200)晶面生长。     

高铝硅酸盐玻璃中铝配位的XPS研究

实验室制备高铝硅酸盐玻璃,通过光电子能谱分析法对其进行测试,对玻璃中铝的配位进行了探讨[1]。结果表明:(1)铝元素在高铝硅酸盐玻璃中以两种配位形式存在,即四配位的铝氧四面体[AlO4],和六配位的铝氧八面体[AlO6]。随着玻璃中铝含量增加,Al2p谱峰向结合能增大方向移动。铝含量较低时,样品中的铝主要进入四配位,铝含量较高时,样品中的铝呈四、六配位混合。(2)随着铝含量的升高,玻璃中铝的平均配位数增加,六配位铝的相对含量逐渐增大,基本呈现匀速增长,当Al2O3含量约为12%时,四配位铝的相对含量与六配位铝的相对含量相等,随后六配位含量超过了四配位。     

研究风沙环境下钢结构涂层的侵蚀机理

随着我国钢结构技术的稳步发展,钢结构在建筑上的应用越来越广泛。但由于钢结构容易锈蚀的特点,其防锈保护环节也就显得尤为重要。在钢结构表面进行涂层对钢结构建筑的防锈防腐,以及维护钢结构的强度和使用都有非常好的效果。本文将研究涂层在风沙环境下的冲蚀磨损特性、冲蚀行为和侵蚀机理。     

水泥浆体中连续粒径粉体的堆积密度研究

为了研究粒径分布对水泥石结构与性能的影响,通过测定多组粒径分布不同的矿粉在流动度相同情况下的需水量,得到矿粉不同粒径分布所对应的不同的堆积密度,推导了浆体中连续粒径粉体的堆积密度公式。用该公式计算上述不同粒径分布的矿粉浆体的堆积密度及需水量,计算结果与试验值基本吻合。说明该公式可以用来模拟诸如水泥、磨细矿渣、粉煤灰等胶凝材料细颗粒的堆积密度。     

新拌水泥浆体中邻近胶凝材料粒子表面最近间距分布的解析解

依据Torquato的最邻近表面函数公式, 推导了新拌水泥浆体邻近水泥粒子表面最近间距分布的解析解, 并采用计算机模拟生成了1个水泥浆体结构模型, 选取邻近粒子表面最近间距概率密度分布曲线、 区间概率曲线和累计概率分布曲线这3个函数检验模拟结果与理论结果之间的差别。结果表明, 该解析解与计算机模拟实验结果吻合良好。利用该解析解, 以Rosin-Rammler分布为例, 研究了胶凝材料细度以及水胶比对邻近水泥粒子表面最近间距分布及其平均值的影响。结果显示, 水泥细度对邻近粒子表面最近间距平均值的影响高于水胶比的影响。邻近粒子表面最近间距解析解的获得, 不但为基于不同粒径分布以及尺度范围粉体之间搭配的高粉体初始堆积密度的实现提供了依据, 而且对多尺度模拟方法中选取各级模型的尺度、 量化粉煤灰浆体中粉煤灰颗粒的微集料效应、 了解邻近集料间的交互作用程度以及界面重叠程度等问题具有参考价值。     

离子色谱法测定生活水体中氟氯离子方法的研究

基于离子色谱方法原理测定水体中氟氯离子的含量.本文主要对离子色谱仪的方法条件进行优化,获得最佳的测量条件,并对方法的线性、检出限、重复性、及回收率进行分析实验.曲线相关系数大于0.999,回收率范围氟离子:96％-106％;氯离子:95％-104％;相对标准偏差(RSD)≤2.8％;方法定量下限氟离子:0.012mg/...     

冻融作用下硬化水泥浆体和混凝土结构的变化

用压汞法和扫描电子显微镜研究了冻融循环作用下硬化水泥浆体和混凝土宏观与细观结构的变化.结果表明,冻融以后硬化水泥浆体和混凝土中砂浆的孔隙率,特别是大于50 nm的毛细孔体积和微裂纹增大较多,导致硬化水泥浆体由密实体向松散体发展,最后导致粗骨料与砂浆分离.提出了快速冻融破坏机理与自然条件下缓慢冻融的破坏机理存在差异的观点.     

硫酸盐侵蚀溶液pH值对硅酸盐水泥浆体C-(A)-S-H凝胶结构的影响

C-（A）-S-H凝胶的结构不仅受水泥基材料自身组成的影响,更受其所处环境的影响。本文利用固体核磁共振（NMR）并结合去卷积技术,探究硫酸盐侵蚀溶液pH值对硅酸盐水泥浆体中C-（A）-S-H凝胶结构的影响。结果表明:硫酸盐侵蚀过程中,前期进入凝胶中的Al3+后期又会脱出,使凝胶中四配位铝（Al[4]）/Si比值降低。侵蚀溶液pH值的降低促进了凝胶中Al[4]的脱出,使Al[4]的峰位向负值移动;同时也促进了[SiO₄]（[AlO₄]）四面体间的聚合,使C-（A）-S-H凝胶平均分子链长（MCL）增加。此外,侵蚀溶液pH值的降低,促进了浆体的水化,但抑制了浆体中钙矾石（AFt）的生成。      

干湿循环作用下水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能及其微观结构变化

为了进一步揭示干湿循环条件下氯离子对水泥基复合材料的侵蚀机制,分别研究了两种水灰比水泥混凝土、砂浆及净浆三种层次试件在干湿循环条件下的抗氯离子侵蚀性能。结果发现,干湿循环作用能促进氯离子入侵速度,增加氯离子入侵深度和浓度,并且水胶比越大,干湿循环作用影响效果越明显;掺入矿粉能增加水泥基复合材料抗氯离子入侵性能,并且降低干湿循环作用的影响效果。净浆样品侵蚀前后的微观结构变化表明,干湿循环作用下,经氯盐侵蚀后水泥基复合材料净浆试件表层明显有Friedel盐生成,而矿粉的加入明显增加了样品中Friedel盐的生成量。